Направляющие системы электосвязи

РЕСПУБЛИКИ  КАЗАХСТАН 

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ 

Кафедра ТКС 
 
 
 
 
 
 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 к  курсовому проекту

По дисциплине «Направляющие системы электросвязи» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                    Проверил: ст. преподаватель

                                                    Т. А. Аскаровна

                                                    «__»________2006 

                                                    Выполнил: студент

                                                    Л. С. Атауова

                                                    Группа ССС-03-3

                                                    Специальность СССК

                                                    № зач. книжки 033164 
 
 
 
 
 
 
 

Алматы 2006

 

СОДЕРЖАНИЕ 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

ВВЕДЕНИЕ 

     Все возрастающий культурный уровень населения, создание координационных и вычислительных центров  требует быстрого увеличения объема информации, прогресса в области науки и техники, передаваемой средствами связи.

     Средством передачи информации служит физическая среда. Такой средой могут быть кабель, радиорелейные линии, оптический кабель, воздушные линии и др. Наибольшее распространение получили кабельные и радиорелейные линии, а в последнее время в основном используется оптический кабель.

     Относительно  высокая стоимость линейных сооружений и кабеля обуславливает необходимость их наиболее эффективного использования, что осуществляется с помощью систем передачи. Последние обеспечивают высококачественную и надежную передачу по одной цепи большого числа однородных и разнородных сигналов электросвязи практически на любые расстояния (телефонных, видеотелефонных, телеграфных, факсимильных и измерительных сигналов, текста центральных газет, сигналов дискретной информации и телеуправления в автоматизированных системах управления). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

      1 ЗАДАНИЕ 

      При выполнении курсовой работы необходимо проработать следующие вопросы:

     а) расчёт общей номерной ёмкости ГТС;

     б) определение оптимальной номерной ёмкости РАТС;

     в) нахождение центра телефонной нагрузки по расходу кабеля;

     г) выбор ёмкости и места установки распределительного шкафа;

     д) разработка схем магистральной и  распределительной сетей;

     е) расчет диаметра жилы и выбор типа абонентского кабеля;

          ж) проектирование межстанционных соединительных линий с разработкой вопросов:

- выбор типа кабеля и системы его уплотнения;

     - расчет параметров передачи и  взаимного влияния;

- выбор  мер защиты соединительных линий  ГТС от воздействия внешних

  электромагнитных полей и блуждающих токов;

     проектирование  телефонной кабельной канализации;

     з) проверочный расчёт показателей  надёжности линейных сооружений ГТС.

 

      2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЗАДАНИЯ 

     Население в текущем году: H₀ = 100000 чел  

     Численность рабочих и служащих, занятых на предприятиях народного хозяйства на перспективу:   H_p = 10000 чел 

     Длина и ширина района:     а = 4  км

                                               h = 2,5 км 

     Интенсивность отказов:      l = 8×10^-7/(час× км) 

     Максимальная  длина соединительной линии:  l_{сл max}=6 км 

     Среднее время восстановления:  Т_в =5,2 часа 

     Номер контурной карты:   7 

     Тип соединительного кабеля: симметричный кабель

 

      3.1 РАСЧЕТ ОБШЕЙ НОМЕРНОЙ ЕМКОСТИ ГТС 

      Расчёт  общей номерной ёмкости ГТС производится исходя из данных населения города с учетом перспективы на 5 лет. Население в перспективном году определим по формуле:

                                            

тыс. чел.                  (1)

где H₀- население в текущем году;

p - средний годовой прирост населения в %, p = 3%;

t - период перспективного проектирования, t = 5 лет 

 чел. 

Количество  самодеятельного населения Н_с, занятого в сфере обслуживания

                                      

, тыс. чел.                          (2)

                                        H_c = 0,25×115927 = 28982 чел. 

Суммарная доля занятого населения 

 

Общая ёмкость ГТС определяется по формуле: 

              

, тыс. ном.    (3) 

где n₁ - средний норматив телефонной плотности по квартирному сектору

             25...30% от общего числа жителей, т.е. n₁ = 0,25...0,3;  

      n₂ - то же по народнохозяйственному сектору, n₂ = 0,1...0,15

      n₃ - то же по сектору обслуживания, n₃ = 0,15...0,2;

     N_a - число таксофонов - 2...4% от числа телефонов квартирного сектора.

     n₁×H_t = 0,26 ×115927 = 30141 номеров

   n₂×H_p = 0,1×10000 = 1000 номеров

   n₃×H_c = 0,15×28982 = 4347 номеров

     N_a = 30141× 0,03 = 904 

→      N₀ = 30141+1000+4347+904 = 36392

36 тыс.  номеров 

 

      3.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ НОМЕРНОЙ  ЁМКОСТИ РАТС 

     Определение оптимальной номерной ёмкости РАТС осуществляется по данным общего числа  телефонов в городе N₀ из формулы (3) и конфигурации территории района города, т.е. по данным a и h (длина и ширина территории).

     Для этого сложную конфигурацию территории района приводят к эквивалентному по площади прямоугольнику со сторонами a и h. Зная полупериметр a+h, можно определить среднюю стоимость линейных сооружений, отнесённую на один номер сети, C_л по формуле: 

     , у.е.           (4)

где - расход кабеля на один номер сети в километро-парах по абонентским

       и соединительным линиям соответственно; 

    С₁ - средняя стоимость одного километро-пары проводов с учётом средней

    стоимости телефонной канализации, С₁ = 50 у.е./ км;

    m - искомая номерная ёмкость РАТС;

    N₀ - общая номерная ёмкость сети города;

a₁ и b₁ - постоянные коэффициенты: a₁ =2,1, b₁ =2, применяемые при определении числа СЛ для соединения РАТС по принципу «каждая с каждой»;

у₁ - средняя нагрузка в ЧНН на каждого абонента сети в часо-занятиях (Эрлангах), у₁= 0,05.

    Переменной  величиной при расчётах по формуле (4) является m-исходная емкость РАТС, которой надо задаваться. 

1. для m = 2 тыс. номеров

у.е.

2. для m = 4 тыс. номеров

 у.е.

3. для m = 6 тыс. номеров

 у.е.

4. для m = 8 тыс. номеров

 у.е.

5. для m = 10 тыс. номеров

 у.е. 

Для удобства анализа  сведем результаты расчётов в таблицу 1 

Таблица 1 - Средняя стоимость линейно-кабельных  и станционных

             сооружений, отнесённая к одному номеру сети                                                                                        

 

      По данным таблицы 1 строятся кривые стоимостей (рисунок 1), отнесённых к  одному номеру сети: линейных сооружений  (С_л), станционных сооружений (С_с) и суммарную (С_о).

     По  минимальному значению С_о выбирается ёмкость РАТС - m. Обычно минимум С_о получаем расплывчатым, поэтому выбор делаем с учетам экономии цветных металлов,  то есть  при меньших затратах на линейные сооружения. В этом случае целесообразно выбрать точку в начале наступления минимума, а не в середине его. Затем величина округляется до ближайшей тысячи. В некоторых случаях округляем так, чтобы суммарное значение емкости РАТС соответствовало общей емкости сети города N_о. 

     

 

     Рисунок 1 – Зависимость стоимости одного номера сети от емкости РАТС 

      Таким образом, оптимальная емкость, рассчитанная графоаналитическим способом, дает m=10000 номеров. В этом случае целесообразно принять 2 станции по 8000 и 2 станции по 10000 номеров, чтобы в совокупности они дали емкость сети 36000 номеров.

      Определив емкости всех РАТС, поделим территорию города на телефонные районы. Площадь района S_р определяется по приближённой формуле: 

                                              

                                              (5)

где  S_гор - площадь территории города, при предполагаемой равномерно

                 распределенной телефонной плотности  в городе. 

    →  S_р = (4×2,5×10000)/36000 = 2,778 км²

    На  выбранной контурной карте в  заданном масштабе откладываем ширину района (h_р) и длину района (А_р).

                                                         

                                                     (6)

   →   

По этим размерам проводим границы района так, чтобы  рассчитанная площадь сохранилась (Рисунок 2). 

 

Рисунок 2 - Контурная карта 

     3.3 НАХОЖДЕНИЕ ЦЕНТРА ТЕЛЕФОННОЙ НАГРУЗКИ ПО РАСХОДУ

             КАБЕЛЯ 

     Для выполнения данного задания необходимо на выбранном плане района нанести корпуса жилых домов, здания службы обслуживания (административно-управленческие учреждения, гостиницы, больницы и т.п.) и территории заводов и фабрик и т.п. (Рисунок 2)

     В данной курсовой работе можно предположить, что в новых районах современных городов жилые корпуса составляют: 40 % - 5-этажные по 80 квартир, 30 % - 9-ти этажные по 180 квартир, 20 % -12-ти этажные по 300 квартир и 10 % - 16-ти этажные по 400 квартир. Это в пересчёте на среднюю этажность даёт 100% - 9-ти этажных корпусов по 180 квартир.

     Число 9-ти этажных корпусов, равномерно размещенных по району

составляет:

                                   

,                              (7)

где 180 - число телефонов в корпусе, т.е. предполагается в каждой квартире по

        одному телефону. 

    Число служебных зданий в районе, размещенных с некоторым приближением к центру города, определяется с вероятностью по следующей формуле:

                                    

                             (8)

где 90- число условно принятых телефонов в здании.

     Далее у каждого жилого корпуса, служебного здания и промышленного предприятия проставляем цифры, показывающие число абонентских установок с учётом 2...4 % общедоступных телефонов-автоматов.

     После указанной подготовительной работы определяем центр телефонной нагрузки, используя для этого графический метод деления номерной ёмкости РАТС пополам. Наложив на план района линейку вертикально и, передвигая, её справа налево до положения, когда число абонентских установок справа будет

m/2, проводим вертикальную ось, затем таким же образом проводят горизонтальную ось. Точка пересечения осей даёт место установки здания РАТС. Практически место установки телефонной станции может быть смещено из-за необходимости размещения её на углу квартала или на краю улицы.

 

       3.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЁМКОСТИ И МЕСТА УСТАНОВЛЕНИЯ

             РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ШКАФА 

     При определении емкости распределительного шкафа необходимо иметь в ввиду, что выпускаются распределительные  шкафы со следующими величинами их общей емкости: 600х2 и 1200х2. Каждая из этих емкостей делится на две части: емкость магистральных и емкость распределительных кабелей. Характеристики указанных типовых шкафов приведены в Таблице 2. 

Таблица 2 - Номерные емкости распределительных шкафов

 

     Выбор типовой емкости шкафа N_шр производится теоретически. Оптимальное значение N_шр можно рассчитать по формуле:

                                              

, номеров,                                          (9)

где   f₁ – средний коэффициент конфигурации шкафного участка, принимаемый

       обычно равным 1,2;

       l_n – расстояние между РАТС и началом шкафного участка, м;

    s - средняя телефонная плотность, определяемая по формуле (10)

                                           

номеров/га,                      (10)

где  1,1 – коэффициент, учитывающий эксплуатационный запас магистральных

       (3%) и прямых (7%) линий. 

→                                         

     По  полученному результату выбираем типовую  емкость N_шт = 600х2.

Теоретически  нет экономической целесообразности в размещении шкафов в радиусе 300—500 метров от АТС, т.к. затраты на их установку себя не оправдывают. Практически в этом районе организуют так называемое прямое питание, когда к кабелю подключают не шкафы, а распределительные коробки. Вне этой зоны шкафы ставят из расчёта 180¸185 телефонных установок для шкафа 600х2 и 450¸460 установок на шкаф 1200х2. Магистральные кабели подводят к шкафу с запасом, соответственно на 200х2 и 500х2.

     На  карте кругом малого радиуса отмечено расстояние от РАТС 300м. Внутри этого радиуса осуществляется прямое питание. Кругом большего радиуса указанно расстояние от РАТС 600м.

 

      3.5 РАЗРАБОТКА СХЕМ МАГИСТРАЛЬНОЙ  И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ

           СЕТЕЙ 

     Разработаем схему магистральной сети для  магистрального кабеля, идущего от РАТС в южном направлении. 

     Рисунок 3 - Схема магистральной сети магистрального кабеля  

    Разработаем  схему распределительной кабельной  сети. Она составляется для каждого  шкафа в отдельности после  разбивки территории по шкафным районам  и определения места установки  РШ.

     Распределительная сеть в большинстве случаев размещается в одном здании. Распределительные коробки, РК-10х2, располагаются на лестничных клетках в специально отведенных нишах. К такой коробке подключается кабель 10х2. Каждая коробка 10х2 обслуживает 8 квартир, а поскольку на этаже четыре квартиры, то коробки располагаются через этаж, т.е. одна – на два этажа.

    На  первом этаже коробка обслуживает  вспомогательные помещения (мастерские, конторы). Схема такой распределительной  сети представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 -  Схема распределительной сети

 

Определим число коробок в районе, исходя из следующего условия: 

                                                  

                              (11)

 

      3.6 РАСЧЁТ ДИАМЕТРА ЖИЛЫ И ВЫБОР  ТИПА АБОНЕНТСКОГО

           КАБЕЛЯ 

     Расчёт диаметра токопроводящей жилы абонентских или соединительных кабелей d₀ производится по формуле:

                                                   

, мм                                                      (12)

     где К₁  — коэффициент, зависящий от материала жилы, расчетной частоты

                      и электрической ёмкости, К₁ =0,65;

          l_а,с – максимальная длина абонентской или соединительной линии, км;

          а_доп – допустимое затухание рассчитываемого участка линии, дБ;

                      затухание абонентской линии а_доп = 4,35 дБ, соединительной

                      линии а_доп = 17,4 дБ. 

     Максимальная  длина абонентской линии на территории, обслуживаемой АТС, может достигать  величины, определяемой следующей формулой:

                                                 

,км                                                    (13)

     где а_р и h_р – стороны прямоугольника, эквивалентного территории района,

                          каждая из этих сторон определяется  соответственно из ниже

                          представленных соотношений: 

                                  

                       (14)

   где m - номерная ёмкость РАТС;

     f₁ - коэффициент конфигурации района, f₁ = 1¸1.2;

     s - телефонная плотность, номеров / га, рассчитывается по формуле (10). 

       → 

     → 

     Округляем d₀ = 0,238 мм до ближайшего стандартного значения 0,32 мм  

Рисунок 5 -  Схема распределения затухания  между абонентами телефонной сети

 

      3.7 ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕЖСТАНЦИОННЫХ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ

           ЛИНИЙ 

     3.7.1 Выбор типа кабеля и системы  его уплотнения 

     В данном задании можно выбирать произвольное направление соединительных линий  от рассматриваемой РАТС к другим АТС. При проектировании межстанционных соединительных линий, прежде всего, необходимо учитывать вопрос уплотнения цепей. Практикой установлено, что при длине соединительной линии  l_сл < 10 км уплотнение применять невыгодно (по заданию l_сл =6 км).